電機綜合保護器的使用與調(diào)試
一、工作原理
經(jīng)典的電機星三角啟動方式主要的保護是熱繼電器。若使用熱繼電器對大型電機作保護，就會使大電線出現(xiàn)斷點(即進出熱繼電器的螺絲接線)問題，容易出現(xiàn)發(fā)熱點和故障點。
如果不用熔斷器和熱繼電器，而采用電機綜合保護器來實現(xiàn)，因為電機綜合保護器是穿心式，就可以減少大電線的斷點，從而減少發(fā)熱點和故障點，且價格比兩者便宜。
使用電機綜合保護器時必須注意控制線路的接線問題。以確保正常運行。
有的電機綜合保護器注明：“一定要接上負載才能正常工作，不接負載時處于缺相工作狀態(tài)。因此，綜合保護器是拒絕合閘的，電動機將無法啟動”。這說明電機綜合保護器內(nèi)部，是依靠電流互感器，檢測三相電流的有無，來判斷缺相否，旅行用品。在未接通電源和沒有負載時。這個閉點實際上是開點，所以沒法合閘。如型號為JD-5-80A的電機綜合保護器。接線如圖1所示。
圖1電路中，利用按鈕的動作，錯開了保護器電流檢測的開閉點問題。在時間繼電器的線包前面串并接了KM01和KM02兩個輔助閉點，是為了在啟動結(jié)束后，關(guān)斷時間繼電器(因為時間繼電器繼續(xù)通電沒有意義)。 、JD-6型電機綜合保護器的原理如圖2所示。具有缺相、過載的反時限特性保護功能。
電路主要由雙時基IC芯片NE556與電壓電流取樣環(huán)節(jié)組成比較電路、多諧振蕩電路、單穩(wěn)態(tài)電路等。
簡述如下：
1．缺相保護 L1~L3．三個電流互感器取樣，經(jīng)三個三極管U9~U11組成的與門，在電阻R4上獲得門限電位。
缺相時，只要其中一個三極管截止，在R4上形成低電位時，紅色發(fā)光二極管亮，便表示缺相。同時電容C6快速充電，NE556的左邊555時基組成比較單元。
NE556的OUT1輸出端⑤腳是高電位，繼電器K1斷開，對外的保護點也斷開，從而使接觸器回路跳開，電機斷電而受到缺相保護。
不缺相時，在R4上形成高電位時，電容C6不能充電，NE556的OUT1輸出端⑤腳變成低電位，K1吸合。對外的保護點是閉點，電機具備啟動的條件。
2．正常運行 電機啟動后，在正常運行時，電流互感器的取樣電位不會高于時基內(nèi)部比較電位。多諧振蕩電路也變成一個比較電路。NE556的OUT2輸出端⑨腳變成高電位，綠色發(fā)光二極管常亮，表示運行正常。
3．過載保護 過載時，R4上的取樣電位高于時基內(nèi)部比較電位。隨著過載量的加重或時間的增長，R4上的取樣電位會相對增加。因而，多諧振蕩電路頻率也會隨著增高。對應(yīng)NE556的OUT2輸出端⑨腳電位，高低交替變化(唯一不足的是：這種電機綜合保護器的電流取樣只有一相)，一旦⑨腳電位變低，單穩(wěn)態(tài)電路電容C6開始充電，按照變化的頻率充電。當(dāng)電動機過載電流倍數(shù)較大時，對應(yīng)多諧振蕩脈沖中，低電平所占時間相對較長，這時C6充電速度較快；相反，當(dāng)過載電流倍數(shù)較小時，C6充電速度較慢。這使得電動機的過載保護具有反時限特性。達到整定的電流和時間后．
單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)，NE556的OUT1輸出端⑤腳變成高電位，繼電器K1斷開，即對外的保護點也斷開。使接觸器回路跳開，電機不能再運轉(zhuǎn)而受到過載保護。
電位器r1對過載保護電流進行整定，電位器r2可對過載保護的反時限特性進行調(diào)整。在啟動時，電動機的啟動電流比正常運行后的過載電流倍數(shù)大得多．很容易使單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)。按正常過載的整定。往往不能兼顧啟動(這也是這種保護器的又一缺陷)。
所以，調(diào)節(jié)好星三角啟動方式的切換時間，限制啟動電流，才能使電機綜合保護器定性的使用好。
過載時，NE556的OUT2輸出端⑨腳電位不斷地進行高低變化。使接在輸出端的峰鳴器B1和黃色過載指示燈開始間歇鳴叫或閃光,可提示電動機過載。
二、整定與調(diào)整
電機綜合保護器的使用必須有一個整定過程．以JD-6-300A電機綜合保護器為例介紹如下。
1．按照說明書方法進行位置整定
(1)將代表時間和電流的兩個電位器順時針旋到底。即時間值和電流值最大。
(2)在電機和控制線路均為正常的前提下。啟動電動機，待其運轉(zhuǎn)正常后，綠色指示燈亮。這時，將右邊電流電位器反時針緩慢減小，直至過載黃色報警燈閃爍。然后，再稍微順時針增加一點，在1分鐘內(nèi)黃色過流指示燈不閃爍一次的臨界狀態(tài)為止。
(3)將左邊時間電位器反時針逐漸減小。大于電機的實際啟動時間。
2．大電機的過流整定有條件時可用低電壓大電流整定，如圖3所示。
圖1 T1為1kVA單相調(diào)壓器，12為500VA、380W36V工作燈變壓器。導(dǎo)線在電機綜合保護器內(nèi)纏繞10圈．用鉗形電流表卡在變壓器T2的36V二次則內(nèi)．緩慢增加電壓．并觀察鉗形電流表讀數(shù)。如對應(yīng)電機為110kW，為250A左右。
從220A到250A的變化中過載黃色指示燈由閃爍變?yōu)殚L亮，達到了過流保護。電機過流倍數(shù)整定在額定電流的1.25～1.5倍間，時間整定為反時限特性。即電流大時間就短些，但整個時間長度應(yīng)大于啟動時間。
整個調(diào)試過程時間要短，因為變壓器、調(diào)壓器元件是處在安全短路狀態(tài)的。使用電機綜合保護器終歸是有些麻煩。所以，有些人就喜歡用熱繼電。器這種熟悉的形式。作成圖4的形式，雖然是熱繼電器的結(jié)構(gòu)形式。但是“以小代大”的。克服了大熱繼電器必須使大線“斷點”這一缺點。這種方式，是以電流互感器采樣電流信號。來表征電機的啟動和運行時的電流情況。與電機的大電線是非接觸式的。
再通過小熱繼電器來實現(xiàn)熱過載保護功能。還是做到了減少大線的“斷點”發(fā)熱和故障多的問題。
這種方式和電機綜合保護器一樣，也具備非接觸式的特點，而且節(jié)能。這里順帶提一句，生產(chǎn)廠家能否把大熱繼電器改成這種形式呢?如生產(chǎn)廠家把它作成一體化，再把熱繼電器容量減小到0.1—1A，這樣既方便又節(jié)能。因為，熱繼電器中的熱雙金屬片在動作的過程中，具有反時限的功能。
完全正好作電機的過流熱保護。